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1、2.1 2.1 MCS-51MCS-51系列单片机概述系列单片机概述2.2 2.2 MCS-51MCS-51单片机结构及组成单片机结构及组成2.3 2.3 存存 储储 器器2.4 2.4 特殊功能寄存器特殊功能寄存器2.52.5 时钟电路与复位电路时钟电路与复位电路第第2 2章章 MCS-51MCS-51单片机结构单片机结构本章分为四节，主要介绍：本章分为四节，主要介绍：2.1 MCS-512.1 MCS-51系列系列单单片机概述片机概述2.1.1 MCS-512.1.1 MCS-51系列系列 （1 1）MCS-51MCS-51是是IntelIntel公司生公司生产产的一个的一个单单片片机系列
2、名称。属于机系列名称。属于这这一系列的一系列的单单片机有多种，片机有多种，如：如：8051/8751/80318051/8751/8031；8052/8752/80328052/8752/8032；80C51/87C51/80C31;80C51/87C51/80C31;80C52/87C52/80C32;80C52/87C52/80C32;*89S51 *89S51等等。（2）该系列生产工艺有两种：）该系列生产工艺有两种：CHMOS是是CMOS和和HMOS的的结结合合，既既保保持持了了HMOS高高速速度度和和高高集集成成度度的的特特点点，还还具具有有CMOS的的低低功功耗耗的的特特点点。在在产
3、产品品型型号号中中凡凡带带有有字字母母“C”的的即即为为CHMOS芯芯片片，CHMOS芯芯片片的的电电平平既既与与TTL电电平兼容，又与平兼容，又与CMOS电平兼容。电平兼容。一一是是HMOS工工艺艺（高高密密度度短短沟沟道道MOS工工艺艺）。二是二是CHMOS工艺工艺（互补金属氧化物的（互补金属氧化物的HMOS工艺）。工艺）。（3）在功能上，该系列单片机有基本型）在功能上，该系列单片机有基本型和增强型两大类：和增强型两大类：增强型增强型：8052/8752/803280C52/87C52/80C32基本型基本型：8051/8751/803180C51/87C51/80C3189S51（4）在
4、在片片内内程程序序存存储储器器的的配配置置上上，该该系系列列 单单 片片 机机 有有 三三 种种 形形 式式，即即 掩掩 膜膜 ROM、EPROM和和ROMLess(无片内程序存储器无片内程序存储器)。如：。如：80C51有有4K字节的掩膜字节的掩膜ROM；87C51有有4K字节的字节的EPROM 80C31在芯片内无程序存储器。在芯片内无程序存储器。MCS-51系列单片机有多种型号的产品：系列单片机有多种型号的产品：普通型普通型（51子系列）子系列）8051、8031、8751、89C51、89S51等。等。增强型增强型（52子系列）子系列）8032、8052、8752、89C52、89S5
5、2等。等。它们的结构基本相同，其主要差别反映在存储器的它们的结构基本相同，其主要差别反映在存储器的配置上配置上。8031片内没有程序存储器片内没有程序存储器8051内部设有内部设有4KB的的掩模掩模ROM程序存储器程序存储器8751是将是将8051片内的片内的ROM换成换成EPROM89C51则换成则换成4KB的闪速的闪速EEPROM89S51结构同结构同89C51，4KB的闪速的闪速EEPROM可在线编可在线编程程增强型的存储容量为普通型的增强型的存储容量为普通型的2倍倍 本课以本课以 8XX51 代表这一系列的单片机。代表这一系列的单片机。2.1.2 80C512.1.2 80C51系列系
6、列 Intel的的：80C31、80C51、87C51，80C32、80C52、87C52等；等；ATMEL的：的：89C51、89C52、89C2051等；等；Philips、华邦、华邦、Dallas、Siemens(Infineon)等公司等公司的许多产品的许多产品。80C51是是MCS-51系系列列中中CHMOS工工艺艺的的一一个个典典型型品品种种；其其它它厂厂商商以以8051为为基基核核开开发发出出的的CMOS工工艺艺单单片片机机产产品品统统称称为为80C51系系列列。当当前前常常用用的的80C51系列单片机主要产品有：系列单片机主要产品有：2.2 MCS-512.2 MCS-51系列
7、单片机结构框图及外部引脚系列单片机结构框图及外部引脚单片机单片机（Single-Chip Single-Chip MicrocomputerMicrocomputer）是将微处理器、一定容量是将微处理器、一定容量RAMRAM和和ROMROM以及以及I/OI/O 口、定时器等电路集成在一块芯片上，构成单口、定时器等电路集成在一块芯片上，构成单 片微型计算机，又称片微型计算机，又称MCUMCU。MCS-51MCS-51系列单片机结构框图系列单片机结构框图外中断外中断内中断内中断控制控制并行口并行口串行通信串行通信外部时钟源外部时钟源外部事件计数外部事件计数返回返回返回小结返回小结PSENALEEA
8、RET8XX518XX518XX518XX51单片机单片机单片机单片机内部结构图内部结构图内部结构图内部结构图ALUP0.0-P0.7P2.0-P2.7P3.0-P3.7P1.0-P1.7XTAL1 XTAL280C51的内部结构的内部结构8051单片机的结构8051的内部结构框图的内部结构框图2.2.1 MCS-51系列单片机组成系列单片机组成CPUCPUCPUCPU是是是是单片机的核心部件单片机的核心部件单片机的核心部件单片机的核心部件。它由。它由运算器运算器和和控制器控制器等部件组成。等部件组成。1.运算器运算器 运算器的运算器的功能功能是完成是完成算术运算算术运算：加、减、乘、除、加、
9、减、乘、除、加加1、减、减1、比较、比较、BCD码十进制调整等码十进制调整等逻辑运算逻辑运算：与、或、异或、求反、循环等逻辑操作与、或、异或、求反、循环等逻辑操作位操作位操作：内部有布尔处理器，它以进位标志位内部有布尔处理器，它以进位标志位C C为位累为位累加器，用来处理位操作。可对位置加器，用来处理位操作。可对位置 “1 1”、对位清零、对位清零 、位判断等。位判断等。操作结果的状态信息送至状态寄存操作结果的状态信息送至状态寄存PSWPSW。运算器由算数运算器由算数/逻辑运算单元逻辑运算单元ALU、累加器、累加器ACC、寄存器、寄存器B、暂存器、暂存器1、暂存器、暂存器2、程序状态寄、程序状
10、态寄存器存器PSW组成组成。累加器累加器ACC：用于向：用于向ALU提供操作数和存放运算结果。将提供操作数和存放运算结果。将操作数分别经暂存器操作数分别经暂存器1与暂存器与暂存器2送至送至ALU进行运算，结果进行运算，结果送回送回ACC。MCS-51单片机的大部分指令都要通过大部分指令都要通过ACC来完来完成成。除此之外ACC也可作为通用寄存器通用寄存器使用。可按位操作，在指令中通常用助记符助记符A表示。【寄存器A】寄存器寄存器B：乘法寄存器。乘除运算时用来存放其中一个操：乘法寄存器。乘除运算时用来存放其中一个操作数，也用来存放运算的后一部分结果。不进行乘除运算作数，也用来存放运算的后一部分结
11、果。不进行乘除运算时可作为普通寄存器使用。时可作为普通寄存器使用。乘积高八位存入乘积高八位存入B，低八位存，低八位存入入A。除法。除法B中放除数，中放除数，A中放被除数，除完之后余数存入中放被除数，除完之后余数存入B，商存入，商存入A。程序状态程序状态寄存器寄存器PSW：8位寄存器。保存位寄存器。保存ALU运算结果的特运算结果的特征标志。寄存指令之行的状态信息。征标志。寄存指令之行的状态信息。2.控制器：控制器：分析指令并发出相应的控制信号分析指令并发出相应的控制信号CPU的另外一个组成部分为控制器。的另外一个组成部分为控制器。由由指令寄存器指令寄存器IR(指令寄存器存放将要执行的指令寄存器存
12、放将要执行的指令代码指令代码)，译码器，译码器，定时及控制逻辑电路定时及控制逻辑电路（微处理器的核心部件），（微处理器的核心部件），程序计数器程序计数器PC，数据指针寄存器数据指针寄存器DPTR（唯一一个（唯一一个16位的寄存位的寄存器，可作为两个器，可作为两个8位的寄存器使用位的寄存器使用DPH/DPL,当当单片机访问片外单片机访问片外64kb程序存储器或数据存储程序存储器或数据存储器时用来存放器时用来存放16位地址）位地址）和和堆栈指针堆栈指针SP寄存寄存器（器（8位寄存器，暂时存放数据）位寄存器，暂时存放数据）组成。组成。由两个由两个8 8位计数器位计数器PCHPCH、PCLPCL组成。
13、组成。(1616位位)PCPC是程序的字节地址计数器，是程序的字节地址计数器，PCPC内容为内容为将要执行的指令地址将要执行的指令地址。改变。改变PCPC内容，改内容，改变程序执行的流向。变程序执行的流向。(始终跟踪程序的始终跟踪程序的执行执行)PCPC可对可对64KB64KB的的ROMROM直接寻址。直接寻址。直接寻址：低位直接寻址：低位P0P0口输出，高口输出，高位位P2P2口输出口输出+程序计数器PC 时钟电路：时钟电路：MCSMCS内部有一个高增益反相放内部有一个高增益反相放大器（运放）。其输入端为大器（运放）。其输入端为XTAL1XTAL1和和XTAL2XTAL2有两种时钟生成电路：
14、内部方式和有两种时钟生成电路：内部方式和外部方式外部方式+定时与控制部件芯片结构CPUCPU执行指令过程：执行指令过程：由程序存储器中读取的指令代码送入指令寄存器，由程序存储器中读取的指令代码送入指令寄存器，经指令译码器译码后由定时与控制电路发出相应的控经指令译码器译码后由定时与控制电路发出相应的控制信号，完成指令功能。制信号，完成指令功能。PC程序计数器外部取址程序存储器指令寄存器指令译码器定时与控制电路指令代码控制信号单片机内部的时序控制信号4K/8K字节程序存储器（ROM）128/256字节数据存储器（RAM）2/3个16位定时/计数器32条可编程I/O口线（4个8位并行I/O端口）可寻
15、址64K外部数据存储器（RAM）和64K外部程序存储器（ROM）一个可编程全双工串行口五个中断源，两个优先级嵌套中断结构8XX51单片机有单片机有44引脚的方形引脚的方形封装形式封装形式和和40个引脚的双列直个引脚的双列直插式封装形式插式封装形式，最常用的最常用的40个个引脚封装引脚封装，见图，见图2-8.2.2.2 MCS-512.2.2 MCS-51系列单片机引脚系列单片机引脚VCCVSSXTAL2XTAL1RSTP0.0P0.1P0.2 P0.3 P0.4 P0.5 P0.6 P0.7P1.0P1.1P1.2 P1.3 P1.4 P1.5 P1.6 P1.7P2.7 P2.6 P2.5
16、P2.4 P2.3 P2.2 P2.1 P2.0ALEP3.0P3.1P3.2 P3.3 P3.4 P3.5 P3.6 P3.7EARXD/TXD/INT0/INT1/T0/T1/WR/RD/1234567891011121314151617181920403938373635343332313029282726252424222180318051 875189C5189C5244引脚方形封装形式MCS-51单片机引脚及总线结构4040引脚按其功能可以分为引脚按其功能可以分为电源和时电源和时钟引脚钟引脚，控制引脚控制引脚，I/OI/O口引脚。口引脚。各个引脚的功能说明如下：各个引脚的功能说明如
17、下：1 1、电源和时钟引脚、电源和时钟引脚（1 1）电源引脚：）电源引脚：VccVcc，VssVssVssVss:接地端。接地端。VccVcc:电源端，接电源端，接+5V+5V。（2 2）时钟引脚：）时钟引脚：XTAL1 XTAL1，XTAL2XTAL2XTAL1XTAL1（1919脚）脚），XTAL2XTAL2（1818脚）脚）:接外部晶体或外部时钟。接外部晶体或外部时钟。2 2、控制引脚、控制引脚RST/VPDRST/VPD（9 9脚）脚）：复位信号输入。复位信号输入。接备用电源，当接备用电源，当VCCVCC掉电后，在低功耗条件下掉电后，在低功耗条件下保持内部保持内部RAMRAM中的数据。
18、中的数据。ALE/PROGALE/PROG（3030脚）脚）：ALE ALE 地址锁存允许。地址锁存允许。ALEALE输出脉冲的频率为输出脉冲的频率为振荡频率的振荡频率的1/61/6。外外外外低低8 8位位地址锁存信号地址锁存信号地址锁存信号地址锁存信号PROG PROG 对对87518751单片机片内单片机片内 EPROM EPROM 编程时，编编程时，编程脉冲由该引脚引入。程脉冲由该引脚引入。PSENPSEN（2929脚）脚）：程序存储器允许。输出读外部：程序存储器允许。输出读外部程序存储器的选通信号。程序存储器的选通信号。EA/VPPEA/VPP（3131脚）脚）：EAEAEAEA决定初
19、始程序在片内、外决定初始程序在片内、外 EA=0EA=0，单片机只访问外部程序存储器。，单片机只访问外部程序存储器。EA=1EA=1，单片机访问内部程序存储器。，单片机访问内部程序存储器。在在87518751单片机片内单片机片内EPROMEPROM编程期间，此引脚编程期间，此引脚引入引入21V21V编程电源编程电源VPPVPP。3 3、I/OI/O口引脚口引脚8xx518xx51共有共有4 4个并行个并行I/OI/O口（口（P0-P3P0-P3），每个），每个I/OI/O口口都是都是8 8位的，用于传送数据和地址，但每组接口位的，用于传送数据和地址，但每组接口的结构各不相同，因此在功能和用途上
20、有一定的结构各不相同，因此在功能和用途上有一定的差别。的差别。（1 1）P0P0口：口：P0.0P0.0P0.7P0.7（39-3239-32脚）脚）：准双向：准双向I/OI/O口，数据口，数据/地址分时复用总线端口，传输片地址分时复用总线端口，传输片外存储器低外存储器低8 8位地址。位地址。（2 2）P1P1口：口：P1.0P1.0P1.7P1.7（1-81-8脚）脚）：准双向：准双向I/OI/O口口（3 3）P3P3口：口：P2.0P2.0P2.7P2.7（21-2821-28脚）脚）：准双向：准双向I/OI/O口，与口，与P0P0配合传输片外存储器高八位地址。配合传输片外存储器高八位地址
21、。（4 4）P3P3口：口：P3.0P3.0P3.7P3.7（10-1710-17脚）脚）：准双向：准双向I/OI/O口，双功能静态端口。口，双功能静态端口。在增强型的在增强型的52系列单片机中，系列单片机中，P1.0、P1.1除为除为端口线外，还为定时端口线外，还为定时/计数器计数器2的外部引脚的外部引脚 T2和和T2EX。在51系列单片机的2051/1051型号中因无P0口和P2口总线引脚，因此只有20个引脚（见图2.7），由于不能进行外部扩展，因此无PSEN引脚，它们内部有一个模拟比较器，相比较的模拟信号由P1.0（AIN0）和P1.1（AIN1）输入，而模拟比较器的输出接P3.6，在内
22、部已连接，因此外部无P3.6引脚。图2-7小结重点掌握单片机内部结构熟悉单片机的引脚功能电源端接+5V返回返回接地端晶振通常选用6MHz、12MHz或24Hz C1、C2电容值一般为530pf 返回返回 上电复位 电阻R=101K 电C=1030uf 返回返回 MCS-51系列单片机的结构基本相同，其主要系列单片机的结构基本相同，其主要差别反映在存储器的配置上。差别反映在存储器的配置上。q80318031片内没有程序存储器片内没有程序存储器q80518051内部设有内部设有4KB4KB的掩模的掩模ROMROM程序存储器程序存储器q87518751是将是将80518051片内的片内的ROMROM
23、换成换成EPROMEPROMq89C5189C51则换成则换成4KB4KB的闪速的闪速EEPROMEEPROMq89S5189S51结构同结构同89C5189C51，4KB4KB的闪速的闪速EEPROMEEPROM可在线编程程可在线编程程序运行中所需要的常数和变量。序运行中所需要的常数和变量。增强型的存储容量为普通型的一倍增强型的存储容量为普通型的一倍2.1 2.1 MCS-51MCS-51系列单片机概述系列单片机概述2.2 2.2 MCS-51MCS-51单片机结构及组成单片机结构及组成2.3 2.3 存存 储储 器器2.4 2.4 特殊功能寄存器特殊功能寄存器2.52.5 时钟电路与复位电
24、路时钟电路与复位电路第第2 2章章 MCS-51MCS-51单片机结构单片机结构本章分为四节，主要介绍：本章分为四节，主要介绍：2.3 存 储 器存储器用来存放程序和数据，半导体存储器由一个一个的单元存储器用来存放程序和数据，半导体存储器由一个一个的单元组成，每个单元有一个编号（称为地址），一个单元存放一个组成，每个单元有一个编号（称为地址），一个单元存放一个8位数据，当一个数据多于位数据，当一个数据多于8位就需要两个单元存放。计算机的位就需要两个单元存放。计算机的存储器地址结构形式有两种存储器地址结构形式有两种普林斯顿结构（普林斯顿结构（RAM和和ROM连连续编址在同一地址空间）续编址在同一
25、地址空间）和和哈佛结构（哈佛结构（RAM和和ROM分别编址在分别编址在不同的地址空间。不同的地址空间。RAM与与ROM可以有相同的地址，可以有相同的地址，CPU靠不同靠不同的指令区别）的指令区别）见下图。见下图。MCS-51MCS-51的存储器结构与常见的微型计算机的存储器结构与常见的微型计算机的配置方法不同的配置方法不同,MCS-51单片机的存储器单片机的存储器采用哈佛结构，采用哈佛结构，它将它将ROM和和RAM分开编址，分开编址，各有自己的寻址方式、控制信号和指令。各有自己的寻址方式、控制信号和指令。程序存储器（程序存储器（ROMROM）：）：用来存放程序、表格用来存放程序、表格和始终要保
26、留的数据。和始终要保留的数据。数据存储器（数据存储器（RAMRAM）：）：存放程序运行中所需存放程序运行中所需要的数据（常数和变量）或运算的结果。要的数据（常数和变量）或运算的结果。当然，全局数据也可以存放在当然，全局数据也可以存放在RAMRAM中。中。物理结构（哈佛结构）从从物理空间物理空间看看,MCS-51,MCS-51有四个存储器地址空间：有四个存储器地址空间：外部数据 存储器 (RAM)外部程序 存储器 (ROM)内部程序 存储器内部数据 存储器8XX51 MCS-51存储器物理结构 从从逻辑上逻辑上看看,MCS-51,MCS-51有三个存储器空间：有三个存储器空间：MCS51的存储器
27、的存储器逻辑结构逻辑结构如图所示。如图所示。思考：为什么是三个存储器空间？思考：为什么是三个存储器空间？1、片片内内、外外统统一一编编址址的的64K程程序序存存储储器器地地址址空空间间。CPU访访问问片片内内、片片外外ROM指指令令用用MOVC。2、64K的的片片外外数数据据存存储储器器地地址址空空间间。访访问问片外片外RAM指令用指令用MOVX。3、256字字节节的的片片内内数数据据存存储储器器地地址址空空间间。访问片内访问片内RAM指令用指令用MOV。从从逻辑上逻辑上看看,MCS-51,MCS-51有三个存储器空间：有三个存储器空间：2.3.1 2.3.1 程序存储器程序存储器 q程序存储
28、器用来存放编制好的始终保留的固定程序和表格程序存储器用来存放编制好的始终保留的固定程序和表格常数。常数。程序储存器以程序计数器程序储存器以程序计数器 PC PC 作为地址指针作为地址指针，通过，通过1616位地址总线，可寻址的地址空间为位地址总线，可寻址的地址空间为64KB64KB。q在在8051/8751/89C51/89S518051/8751/89C51/89S51片内，分别内置最低地址空间的片内，分别内置最低地址空间的4KB ROM/EPROM/EEPROM4KB ROM/EPROM/EEPROM程序储存器（内部程序储存器），程序储存器（内部程序储存器），而在而在8031/803280
29、31/8032片内，则无内部程序储存器，必须外部扩展片内，则无内部程序储存器，必须外部扩展EPROMEPROM。qMCS-51MCS-51单片机中单片机中64KB64KB内、外程序储存器的地址是统一编排内、外程序储存器的地址是统一编排的。的。程序程序存储器存储器内部内部外部外部0000H0FFFH4K0000HFFFFH64K4KEA=1EA=1自动转外部自动转外部EA=0EA=080318031单片机无内部程序存储器，单片机无内部程序存储器，地址从地址从0000H0000HFFFFHFFFFH都是外部程序存储空间。都是外部程序存储空间。应应始终接地。始终接地。对于内部有对于内部有ROMROM
30、的单片机（的单片机（5151、5252系列），系列），引脚接高电平，使程序从内部引脚接高电平，使程序从内部ROMROM开始执行。开始执行。当当PCPC值超出内部值超出内部ROMROM的容量时，会自动转向外的容量时，会自动转向外部程序存储器空间。外部程序存储器地址空部程序存储器空间。外部程序存储器地址空间为间为1000H1000HFFFFHFFFFH。访问程序存储器使用访问程序存储器使用MOVC指令。指令。程序存储器中几个特殊地址的使用程序存储器中几个特殊地址的使用程序存储器中的几个特殊地址的使用：程序存储器中的几个特殊地址的使用：地址地址 用途用途 0000H 0000H 复位操作后的程序入口
31、复位操作后的程序入口 0003H 0003H 外部中断外部中断0 0服务程序入口服务程序入口 000BH 000BH 定时器定时器0 0中断服务程序入口中断服务程序入口 0013H 0013H 外部中断外部中断1 1服务程序入口服务程序入口 001BH 001BH 定时器定时器1 1中断服务程序入口中断服务程序入口 0023H 0023H 串行口中断服务程序入口串行口中断服务程序入口 51系列单片机复位后系列单片机复位后PC=0000H，系统从，系统从0000H开始执行程序，开始执行程序，安排一条跳转指令安排一条跳转指令。0003H-0032H单元被保留专用于中断服务程单元被保留专用于中断服务
32、程序的序的入口地址入口地址。每个中断服务程序只有每个中断服务程序只有8个字节单元存放，显个字节单元存放，显然不够，然不够，此此8个单元通常放一条跳转指令个单元通常放一条跳转指令，指，指向被实际分配的中断服务程序段。向被实际分配的中断服务程序段。思思 考考1.当EA引脚接到高电平时，51单片机程序存储器空间是怎样分配的?2.8031 EA引脚必须怎样连接?3.ROM中有哪些特殊地址,说出它们的地址及作用？2.3.2 2.3.2 外部数据存储器外部数据存储器用于用于存放随机读写的数据存放随机读写的数据。MCS-51MCS-51单片机的外部数据存储器和外部单片机的外部数据存储器和外部I/OI/O口实
33、行统一编址，并使用相同的口实行统一编址，并使用相同的 作作选通控制信号，均使用选通控制信号，均使用 MOVXMOVX 指令访问。指令访问。MCS-51 MCS-51 单片机最多可扩展单片机最多可扩展64KB64KB外部数据存外部数据存储器储器地址：地址：0000HFFFFH 0000HFFFFH 寻址：用寻址：用MOVXMOVX指令指令RD WR2.3.3 2.3.3 内部数据存储器内部数据存储器 内部数据存储器是使用最多的地址空间内部数据存储器是使用最多的地址空间，所有，所有指令（算术运算，逻辑运算，位操作运算等）的指令（算术运算，逻辑运算，位操作运算等）的操作数只能在此地址空间或特殊功能寄
34、存器地址操作数只能在此地址空间或特殊功能寄存器地址空间。空间。1、片内数据存储器最大可寻址、片内数据存储器最大可寻址128个单元，个单元，字节字节地址为地址为00H00H7FH7FH；2、00H1FH：32个单元是个单元是4组通用工作寄存器组通用工作寄存器区；区；3、20H2FH：16个单元可进行共个单元可进行共128位的位寻位的位寻址；址；4、30H7FH：用户：用户RAM区，只能进行字节寻区，只能进行字节寻址，址，用作数据缓冲区以及堆栈区。用作数据缓冲区以及堆栈区。0000HFFFFH内部外部外部数据存储器数据存储器00HFFH7FH80H(高高128B)128B)(低低128B)128B
35、)内内RAMSFR1FH1FH18H18H17H17H10H10H0FH0FH08H08H07H07H00H00H3区区2区区1区区0区区工作寄工作寄存器区存器区R0R7位寻址区位寻址区20H2FH 7F 7807 0030H7FH数据缓冲区数据缓冲区内部内部RAMRAM007FH007FH64K64K1 1、四组工作寄存器区选择、四组工作寄存器区选择用途：用途：q作通用寄存器作通用寄存器R0R0R7R7。（寄存器寻址）。（寄存器寻址）qR0R0与与R1R1可作间址寄存器使用。（寄存器间接寻址）可作间址寄存器使用。（寄存器间接寻址）选择：选择：q可可通过通过通过通过PSWPSWPSWPSW的的
36、的的RS1RS1RS1RS1、RS0RS0RS0RS0的状态设置的状态设置的状态设置的状态设置,来选择哪一组工作寄存来选择哪一组工作寄存来选择哪一组工作寄存来选择哪一组工作寄存器作为当前工作寄存器组。器作为当前工作寄存器组。器作为当前工作寄存器组。器作为当前工作寄存器组。其他三组只能做数据存储器。其他三组只能做数据存储器。qq单片机复位时，默认为单片机复位时，默认为单片机复位时，默认为单片机复位时，默认为0 0 0 0组组组组，其他三组作为数据存储器使，其他三组作为数据存储器使用，不能作为寄存器使用。用，不能作为寄存器使用。注意注意:一个单元地址对应有一个单元地址对应有8 8个位地址个位地址M
37、SBMSBMost Significant Bit Most Significant Bit （最高有效位）（最高有效位）LSB LSB Least Significant Bit Least Significant Bit（最低有效位）（最低有效位）单元地址2FH2EH2DH2CH2BH2AH29H28H27H26H25H24H23H22H21H20H7F7F77776F6F67675F5F57574F4F47473F3F37372F2F27271F1F17170F0F0707 MSB 位地址 LSB7E7E76766E6E66665E5E56564E4E46463E3E36362E2E26
38、261E1E16160E0E06067D7D75756D6D65655D5D55554D4D45453D3D35352D2D25251D1D15150D0D05057C7C74746C6C64645C5C54544C4C44443C3C34342C2C24241C1C14140C0C04047B7B73736B6B63635B5B53534B4B43433B3B33332B2B23231B1B13130B0B03037A7A72726A6A62625A5A52524A4A42423A3A32322A2A22221A1A12120A0A020279797171696961615959515149
39、4941413939313129292121191911110909010178787070686860605858505048484040383830302828202018181010080800002 2、位地址区、位地址区20H20H2FH2FH为位地址区：为位地址区：单片机片内单片机片内RAMRAM中中20H20H2FH2FH地址范围中共地址范围中共1616个字节单元称个字节单元称为位寻址区。该区的为位寻址区。该区的1616个字节单元，既可作为一般的个字节单元，既可作为一般的RAMRAM使用，进行字节操作，也可以对单元中的每一位进行位操使用，进行字节操作，也可以对单元中的每一位进行位
40、操作。作。1616个字节单元共个字节单元共128128位，每位有位地址，地址范围是位，每位有位地址，地址范围是00H00H07H07H。位寻址区中的每一位地址有两种表示形式：一是表中位寻址区中的每一位地址有两种表示形式：一是表中位地位地址形式址形式，另一种是，另一种是单元地址单元地址.位序形式位序形式。注：位地址和字节地址位寻址是对20H到2FH这16个字节的每一位直接进行操作把每个字节的每一位编上号码（00H到7FH），就是位地址，通过对这个地址的调用可以把对应的位变成1或者0。我们知道内存都是1个字节也就是8位一个单元，操作时，最小也得对1个字节进行操作，而单片机的位操作则是更细，这是单片
41、机的一个重要特点。位地址区位地址区 位地址位地址24H24H在哪个字在哪个字节的第几位节的第几位？问问 题题1.位地址和字节地址可以用相同的十六进制数表示，应怎样区分?例如：MOV C，24H（因为C是进位标志，所是这里的24H是位地址）MOV A，24H提示：是位地址还是字节地址要看另一个操作数提示：是位地址还是字节地址要看另一个操作数 3 3、片内、片内RAMRAM数据数据通用通用RAMRAM区区 单片机片内单片机片内RAMRAM中中,30H-7FH30H-7FH的的8080个单元只能以存储个单元只能以存储单元的形式来使用没有其它任何规定或限制，用户可以单元的形式来使用没有其它任何规定或限
42、制，用户可以根据需要自由安排所以称它为通用根据需要自由安排所以称它为通用RAMRAM区。区。该区域中的单元只能用直接寻址、寄存器间接寻址该区域中的单元只能用直接寻址、寄存器间接寻址等方式按字节访问。等方式按字节访问。堆栈就是设在单片机内部堆栈就是设在单片机内部RAMRAM中。深度不大于中。深度不大于128128字字节，初始化时堆栈指针寄存器节，初始化时堆栈指针寄存器SPSP指向指向07H07H。注：注：对对5151基本型单片机只有基本型单片机只有00H-7FH00H-7FH单元单元128128字节的字节的RAMRAM区。对区。对5252增强型的单片机还增强型的单片机还有有80H-FFH80H-
43、FFH组成的高组成的高128128字节字节RAMRAM区（共区（共256256字节字节RAM RAM）。）。2.4 特殊功能寄存器 MCS-51 MCS-51单片机的特殊功能寄存器用英文缩单片机的特殊功能寄存器用英文缩写写SFR(Special Fuction RegisterSFR(Special Fuction Register）表示。）表示。又称专用寄存器。又称专用寄存器。功能：记录电路的运行状态，标明有关标功能：记录电路的运行状态，标明有关标志。志。1.4 特殊功能寄存器1.1.基本型基本型5151单片机中设置了单片机中设置了2121个特殊功能寄存个特殊功能寄存器器,它们它们不连续地不
44、连续地分布在地址为分布在地址为80H-FFH80H-FFH的的128128个个字节字节的存储空间中。的存储空间中。2.2.在这在这2121个个SFRSFR中，凡是字节地址能被中，凡是字节地址能被8 8整除整除（即（即1616进制的地址码尾数为进制的地址码尾数为0 0或或8 8）的）的1111个单元个单元均具有位寻址能力均具有位寻址能力,有效的位地址共有有效的位地址共有8282个。个。3.823.82个有效位地址可用位地址、位符号、单元个有效位地址可用位地址、位符号、单元地址地址.位序和寄存器名位序和寄存器名.位序四种方法来表示，位序四种方法来表示，但一般是用位符号或寄存器名但一般是用位符号或寄
45、存器名.位序来表示的。位序来表示的。表表1.21.2中还标注了各中还标注了各SFRSFR的名称、字节地址、的名称、字节地址、可寻址位的位地址和位名称。可寻址位的位地址和位名称。2121个特殊功能寄存器的名称及主要功能介绍个特殊功能寄存器的名称及主要功能介绍如下。如下。A A累加器，累加器，8 8位。自带有全零标志位。自带有全零标志Z Z，A=0A=0则则Z=1Z=1；A0A0则则Z=0Z=0。该标志常用于程序分支转移的判断条件；。该标志常用于程序分支转移的判断条件；（用于向（用于向ALU提供操作数，许多运算的结果也存放在累加器提供操作数，许多运算的结果也存放在累加器中。）中。）B B寄存器，寄
46、存器，8 8位。常用于乘除法运算；位。常用于乘除法运算；（存放乘积的高存放乘积的高8 8位，除法运算后的余数。）位，除法运算后的余数。）PSWPSW程序状态字。主要起着标志寄存器的作用。程序状态字。主要起着标志寄存器的作用。其中：其中：CYCY：进：进/借位标志借位标志 反映反映最高位最高位的进位借位情况，加法为进位、减法为借位。的进位借位情况，加法为进位、减法为借位。CY=1CY=1，有进，有进/借位借位 ；CY=0CY=0，无进，无进/借位。借位。ACAC：辅助进：辅助进/借位标志借位标志 反映高半字节与低半字节之间的进反映高半字节与低半字节之间的进/借位，借位，AC=1AC=1有进有进/
47、借位；借位；AC=0AC=0无进无进/借位借位 。FOFO：用户标志位。可由用户设定其含义。：用户标志位。可由用户设定其含义。RS1RS1，RS0RS0：工作寄存器组选择位。：工作寄存器组选择位。位地址位名称CyACF0RS1RS0OVPD7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 OVOV：溢出标志：溢出标志 反映补码运算的运算结果有无溢出反映补码运算的运算结果有无溢出 有溢出有溢出 OV=1OV=1，无溢出，无溢出OV=0OV=0。-：无效位。：无效位。P P：奇偶标志。始终跟踪：奇偶标志。始终跟踪A A累加器内容的奇偶性。累加器内容的奇偶性。运算结果有奇数个运算结果有奇数个“1 1”，
48、P=1P=1；运算结果有偶数个；运算结果有偶数个“1 1”，P=0P=0。SPSP堆栈指针。堆栈指针。8XX518XX51单片机的堆栈设在片内单片机的堆栈设在片内RAMRAM，对，对堆栈的操作包括压入（堆栈的操作包括压入（PUSHPUSH）和弹出（）和弹出（POPPOP）两种方式，）两种方式，并且遵循后进先出的原则，但在堆栈生成的方向上，并且遵循后进先出的原则，但在堆栈生成的方向上，与与80868086正好相反正好相反,8XX51,8XX51单片机的堆栈操作遵循先加后单片机的堆栈操作遵循先加后压，先弹后减的顺序，按字节进行操作。压，先弹后减的顺序，按字节进行操作。DPTRDPTR数据指针寄存器
49、数据指针寄存器 用来存放用来存放1616位地址值，以便对外部数据存储器位地址值，以便对外部数据存储器RAMRAM进行读写。进行读写。DPTRDPTR可分成可分成DPLDPL和和DPHDPH两个两个8 8位寄存器分别使用。位寄存器分别使用。DPTRDPTR的值通过指的值通过指令设置和改变。令设置和改变。P0 P1 P2 P3P0 P1 P2 P3I/OI/O端口寄存器端口寄存器 是四个并行是四个并行I/OI/O端口映射入端口映射入SFRSFR中的寄存器。通过对该寄存器的读中的寄存器。通过对该寄存器的读/写，可实现从相应写，可实现从相应I/OI/O端口的输入端口的输入/输出，称他们为输出，称他们为
50、双向双向I/OI/O口口。例如：指令例如：指令 MOV P1MOV P1，A A实现了把实现了把A A累加器中的内容从累加器中的内容从P1P1端口输出端口输出的操作。指令的操作。指令MOV AMOV A，P3P3实现了把实现了把P3P3端口线上的信息输入到端口线上的信息输入到A A中中的操作。的操作。此外还有如下寄存器，它们将在后面章节介绍：此外还有如下寄存器，它们将在后面章节介绍：IPIP中断优先级控制寄存器。中断优先级控制寄存器。IEIE中断允许控制寄存器。中断允许控制寄存器。TMODTMOD定时器定时器/计数器方式控制寄存器。计数器方式控制寄存器。TCONTCON定时器定时器/计数器控制